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分析99氧化鋁陶瓷加工硬度與加工脆性
陶瓷都有個(gè)共性，即硬度大，但非常脆，所以加工難度很大。99氧化鋁陶瓷是指氧化鋁含量高于99%的工程陶瓷，根據(jù)規(guī)定，99氧化鋁陶瓷材料硬度、強(qiáng)度高、膨脹系數(shù)低、并且絕緣、耐磨、耐腐蝕，在機(jī)械制造、航空航天、精密儀表、石油化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
氧化鋁陶瓷零件通常采用等靜壓燒結(jié)成型，由于燒結(jié)常常會(huì)帶來(lái)變形和收縮，一般都需要進(jìn)一步精加工來(lái)保證零件的尺寸精度和形狀精度。但氧化鋁陶瓷材料一般彈性模量相當(dāng)大、硬度高、脆性大，裂紋敏感性強(qiáng)，因此，其機(jī)械加工難度主要表現(xiàn)在加工硬度和加工脆性上。
AL203主要有α、β、γ三種結(jié)晶形態(tài)，其中α-AL203結(jié)晶形態(tài)中穩(wěn)定，1300℃時(shí)I3和γ結(jié)晶幾乎完全轉(zhuǎn)變?yōu)棣两Y(jié)晶。在α-AL203結(jié)晶形態(tài)中鋁離子與氧離子形成的原子鍵多為共價(jià)鍵、離子鍵或是它們的混合鍵，因此原子間的結(jié)合能很高且具有很強(qiáng)的方向性，其具體表現(xiàn)為材料脆性大、塑性變形小、易產(chǎn)生裂紋。
其硬度相當(dāng)于碳化物硬質(zhì)合金的硬度，比鋼高好幾倍，通常高純度氧化鋁陶瓷密度可達(dá)3980（Kg-m4），抗拉強(qiáng)度達(dá)260（MPa)，彈性模量在350-400（GPa）之間，抗壓強(qiáng)度為2930（MPa），特別是其硬度可達(dá)99HRA。
通常情況下氧化鋁陶瓷的顯微組織為等軸晶粒，是由離子鍵或共價(jià)鍵所組成的多晶結(jié)構(gòu)，因此斷裂韌性較低，在外部載荷的作用下，應(yīng)力會(huì)使陶瓷表面產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，而裂紋則會(huì)快速擴(kuò)展而出現(xiàn)脆性斷裂，因此在氧化鋁陶瓷切削過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)崩豁現(xiàn)象，即在陶瓷表面出現(xiàn)崩裂的小豁口。
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